Antiche rocce del Tennessee hanno rivelato che la rotazione e l'orbita della Terra intorno al sole controllavano i tempi delle zone morte oceaniche in un'estinzione di massa della vita marina circa 370 milioni di anni fa.

Guidato da ricercatori dell'Università dell'Alabama, i risultati hanno importanti implicazioni per gli oceani moderni. I risultati dello studio sono stati pubblicati online questa settimana in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti . Lo studio mostra che l'esaurimento dell'ossigeno nell'oceano non era permanente durante l'estinzione di massa, piuttosto zone morte si verificavano in episodi periodici regolati da forzature astronomiche.

"Lo studio delle zone morte antiche ci aiuta a capire come le moderne zone morte causate dalle attività umane modellano l'evoluzione degli ecosistemi marini per un lungo periodo di tempo, " ha detto il dottor Yuehan Lu, Professore associato di scienze geologiche UA e corrispondente autore dell'articolo.

Le zone morte sono acque a basso contenuto di ossigeno dove muore la maggior parte della vita marina. Oggi è noto che le zone morte minacciano l'ecosistema costiero, ma si pensa anche che siano la causa diretta dell'estinzione di massa del tardo Devoniano avvenuta da 370 a 360 milioni di anni fa, una delle cinque estinzioni di massa registrate sulla Terra.

La ricerca ha identificato un legame tra ciò che viene chiamato forzatura astronomica e l'estinzione di massa della vita marina poco profonda durante il periodo. È il primo studio del suo genere a identificare i cicli delle interazioni terra-mare durante l'evento.

"Abbiamo raccolto campioni alla massima risoluzione possibile, e la strategia di campionamento ha permesso di identificare la periodicità legata al forzante astronomico, " ha detto il dottor Man Lu, un ricercatore post-dottorato presso UA e autore principale dell'articolo.

Durante il periodo della storia della Terra noto come Tardo Devoniano c'erano tre grandi masse continentali, con l'attuale Nord America ingranato con la Groenlandia e gran parte dell'Europa. Fu durante questo periodo di tempo che si verificò uno degli eventi di estinzione dei "Big Five" poiché un numero enorme di animali marini che vivevano più vicino alla terra, come trilobiti e coralli, morto in due ondate. La ragione di queste estinzioni è ancora oggetto di accesi dibattiti.

La forzatura astronomica è il lento impatto dei cambiamenti nella rotazione terrestre, movimento, inclinare e orbitare intorno al sole nel tempo, causando variazioni cicliche nella distribuzione dell'energia solare che raggiunge la Terra. Di conseguenza, cambiamenti ciclici nei modelli climatici si verificano sulla Terra. Il fenomeno si verifica periodicamente nei cosiddetti cicli di Milankovitch.

Il lavoro investigativo dei ricercatori ha comportato la raccolta di campioni ogni centimetro e l'analisi di tracce di biomarcatori lasciati sulla roccia. Questi biomarcatori, noto anche come "fossili molecolari, " provengono da piante terrestri, alghe marine e batteri che prosperano in ambienti a basso contenuto di ossigeno. Contengono strutture centrali abbastanza resistenti da essere conservate per centinaia di milioni di anni, consentendo la ricostruzione degli ambienti di terra e di mare circa 370 milioni di anni fa.

Il team di ricerca ha calcolato i cicli dei biomarcatori nel tempo. Hanno scoperto che la forzatura astronomica imposta cicli di 17, 000 e 21, 000 anni per le zone morte marine cronometrando i flussi di materiali dalla terraferma che raggiungono l'oceano. Questi flussi terrestri forniscono ulteriori nutrienti e causano una crescita eccessiva di alghe e batteri marini, portando all'esaurimento dell'ossigeno negli oceani costieri del Devoniano.

"Abbiamo scoperto che il più grande intervallo di estinzione durante l'estinzione di massa del tardo Devoniano potrebbe progredire con una serie di eventi anossici marini la cui tempistica è controllata dalla forzatura orbitale della Terra, " ha detto il dottor Takehito Ikejiri, un paleontologo con le scienze geologiche dell'UA e l'Alabama Museum of Natural History che ha lavorato a questo progetto.